探测器坟场 火星探测器天问一号探测任务

中央纪委国家监委网站 刘廷飞

张高翔，国家航天局新闻宣传中心

7月23日12时41分，中国在中国文昌航天发射场成功发射了第一个火星探测任务天问1号探测器。火箭飞行约2167秒后，成功将探测器送入预定轨道，开始火星探测之旅，迈出了中国行星探测的第一步。

接下来，天问一号将飞行4亿多公里，通过地火转移段、火星捕获段、离轨着陆段、中继通信段和科学探测段。预计明年2月最终将到达火星并开展科学探测任务。如果实施顺利，中国将一次性实现火星环绕、着陆和巡逻探测的三步，完成前所未有的举措。

一次成功的太空刹车和恐怖7分钟

据航天科技集团第五研究院深空探测领域专家介绍，天问一号火星探测器由医院开发，分为环绕器和着陆探测器两部分，其中着陆探测器由进入舱和火星车组成。进入舱内完成火星进入、下降和着陆任务。火星车配备6种科学载荷，在着陆区域进行巡逻探测。

探测器在地火转移轨道上经历约7个月的飞行，在地面测控系统的支持下，经过4次中途修正和1次深空机动修正飞行路径，逐渐飞近火星，在近火点实施制动，被火星捕获，成为火星的人造卫星。

火星捕获是火星探测任务中技术风险最高、最关键的环节之一。在火星探测器从地球飞向火星的过程中，只有一次机会被火星引力捕获，形成环绕轨道。

据五院深空探测专家介绍，此时探测器的速度比火星快4-5公里/秒左右。就像两辆高速行驶的汽车一样，只有前进方向一致，相对速度为零，才能并驾齐驱。因此，探测器接近火星后，必须抓住唯一的机会，用自己的推进剂点火减速，最终被火星捕获。

在中国捕获火星探测任务时，探测器距离火星只有400公里，稍有偏差就会撞击火星或飞离。因此，捕获的成败成为火星探测任务成败的关键。

探测器进入火星捕获轨道后，通过轨道调整进入停泊轨道，运行约75天，完成着陆探测器预选区域的预检测和进入点位置调整动作。在确认满足着陆条件要求后，将进行降轨控制，着陆探测器将其与环绕器分离。分离后，着陆探测器飞行火星大气进入段，火星环绕器升轨，返回停泊轨道，下一步进入中继轨道。

着陆巡视器在进入、下降和着陆过程中，应在几分钟内将时速从近2万公里降至零，即著名的恐怖7分钟。在这个过程中，电磁信号完全被屏蔽，完全取决于着陆器本身的能力。中国科学院空间应用工程与技术中心研究员张伟表示，这需要多种减速手段，包括气动形状、降落伞和反向推动，以及独立的导航控制技术。

全国空间探测技术首席科学传播专家庞志浩表示，每一个环节都必须准确，难度不亚于在巴黎打高尔夫球落入东京洞。

如果前面一切顺利，着陆巡视器终于在火星上落了脚，但想要顺利开展工作也并非易事。庞之浩表示，火星上的沙尘暴很大，是地球上12级台风造成影响的6倍，这些飞沙会覆盖火星车的太阳能电池板，致使其无法正常工作。历史上，美国第一代和第二代火星车都是受沙尘暴影响而停止工作的。

庞志浩说：这需要充分提高能源利用率，包括高效太阳能电池技术和高效电池技术，以提高能源系统的功率质量比。。国家航天局月球探索与航天工程中心副主任刘通杰表示，火星车比玉兔多一对电池板，帆板角度可根据阳光调整，能源转换效率更高。

据悉，火星车的设计寿命为3个火星月，相当于92个地球日。在此期间，环绕器在中继轨道上为火星车提供通信支持，并进行科学检测。火星车工作完成后，环绕器将进入科学检测轨道，并继续运行1个火星年，执行火星全球遥感检测任务。

胖五打移动靶

长征5号遥4火箭成功将天问1号送入预定轨道，是长征5号系列运载火箭的第五次发射任务，也是应用发射任务的首次执行。此前，长征5号遥3号和长征5号B遥1火箭的成功连续发射标志着长征5号火箭的关键技术瓶颈已经完全克服，充分验证了火箭各系统的正确性和协调性，进一步提高了火箭的可靠性水平。

航天科技集团第一院长征五号火箭总指挥王觉说：应用发射任务的实施意味着长征五号火箭正式开始‘服役’，进入工程应用阶段。

长征五号运载火箭芯直径5米，捆绑4个3.35米助推器，起飞推力超过1000吨，近地轨道25吨，地球同步转移轨道14吨，承担中国火星探测工程、月球探测工程、载人空间站工程等大型载荷和深空探测任务载荷的发射任务。

航天科技集团第一院长征5号火箭总设计师李东表示：火星探测器的发射是长征5号火箭第一次达到并超过第二宇宙速度，飞出中国运载火箭的最快速度。。根据发射任务要求，长征5号远程4号火箭将举起天问1号火星探测器加速到11以上.2公里/秒的逃逸速度将探测器送入地火转移轨道，开始奔向火星的旅程。

天问一号火星探测器重量近5吨，比嫦娥四号月球探测器重1吨以上。它是中国发射最重的深空探测器。最大的重量和最快的速度对火箭的运载能力提出了很高的要求。

依靠长征5火箭强大的运输能力，中国行星探测之旅将站在一个新的起点，通过发射，实现火星绕、落、巡逻三个目标，是一个高起点，黄金含量第一次，将使中国深空探测从月球到行星，正式开启行星探测时代。长征5号火箭第一总指挥李明华说。

对于一般的发射任务，一个发射窗口只需要设计一个火箭发射轨道。由于地球、火星和太阳的位置不断变化，长征5号火箭在窗口期间的发射轨道也会有所不同，相当于移动目标。

为了使探测器更准确地进入轨道，火箭发射轨道设计了一个精细的‘窄窗多轨道’，将每天30分钟的窗口细分为三段，火箭根据发射时间自动选择轨道。李东介绍说，在整个窗口期间设计了42条不同的发射轨道。这在中国航天发射史上是独一无二的，创造了单次发射轨道设计数量的新纪录。

该发射还首次实现了发射轨道的自动切换，火箭可以自动比较时间，自动切换轨道。航天科技集团第一研究所长征5号火箭副总设计师娄路亮说。

火星探测器的发射窗口每26个月只出现一次。长征五号遥四火箭的发射只有成功的选择。

长五的飞行顺序有2200多个，箭头上有成千上万的设备和成千上万的组件，这是中国现有火箭中最复杂的。为了确保任务的完成，每次发射都面临着巨大的压力和挑战。与之前的发射相比，发射窗口期也是最短的。海南7月和8月的天气最热，特别是在中午，温度最高，给低温火箭带来了冰与火的严峻考验。

长五B火箭今年5月5日首飞成功后，距离长五遥四火箭发射火星探测器只有两个多月，这意味着发射平台和地面支撑系统的恢复时间应在原有减少的基础上减少30%以上。

海南5月平均气温高达32℃，湿度在80%以上。地面设备的恢复是在没有任何遮挡的户外进行的。队员们的衣服已经被汗水弄湿了。没有人能照顾炎热的夏天。他们都在争分夺秒，争分夺秒，争分夺秒。其中，大多数人从长5B火箭首飞任务开始就在发射场工作了110多天。

所有的团队都在以这种全局、全力以赴的状态工作。今年航天日前夕，习近平总书记回复了参与东方红一号任务的老科学家，鼓励新时代航天工作者‘敢于克服一切困难和障碍，勇于攀登航天科技高峰’。长征五号研发团队就是这样一支不怕困难的团队，团队中的每个人都是真正的强者。。李明华说。

勇敢闯入探测器墓地

探测火星是人类太空飞行中最具挑战性的壮举之一。数据显示，从1960年到今年7月初，人类已经进行了44次火星探测，但只有24次成功和部分成功的任务，包括17次着陆和8次成功。在业内，火星被称为探测器墓地

火星探测是一个涉及许多高科技领域的系统工程，是国家科技实力和创新能力的重要体现。在当今日益激烈的国际竞争中，火星探测已成为国际航天大国长期竞争的主要‘竞技场’。 张伟说。

国际火星探测始于20世纪60年代，90年代迎来了另一个高潮，相关科研任务如火如荼，探火大军日益壮大。到目前为止，美国已经执行了20多次火星探测任务，其中4个探测器已经登陆火星，第五个火星车毅力准备出发。随后，日本、欧空局和印度也分别执行了探火任务，阿联酋也在今年7月发射了火星探测器。

中国航天科技集团第五研究院深空探测与空间科学首席科学家、中国科学院院士叶培建认为，中国第一次火星探测任务实际上是弯道超车。经过三轮迭代和深化，中国于2010年开展了月球远深空探测发展规划和实施方案论证，2016年正式立项实施火星探测。虽然中国第一次火星探测任务起步较晚，但起点较高，跨度较大。从项目开始，它就瞄准了当前世界的先进水平来确定任务目标，并明确提出通过第一次国际发射完成绕、落、巡三项任务。如果这一目标能够顺利实现，中国将成为世界上第二个独立掌握火星着陆检测技术的国家，这意味着中国已经完成了苏联和美国几十年的历程。

一举两得的背后是复杂的技术和高风险，在世界上很少有先例。美国海盗1号和海盗2号火星探测器通过一次发射实现了两个探测目标:环绕和着陆；欧洲也做过类似的尝试，但没有成功，只实现了一举一得。

中国希望在第一次火星探测任务中克服这个困难的过程，让火星在火面上工作三个月，挑战是前所未有的，就像可能的成就一样。

但对中国航天人来说，挑战高难度并不奇怪，中国的航天精神有几句话：自力更生，艰苦奋斗，大力合作，无私奉献，严谨务实，勇于攀登。天问一号火星探测任务不仅在推动中国突破深空探测基础关键技术方面发挥了重要作用，而且使中国实现了从月球探测到火星探测的巨大技术飞跃，对进一步推动中国航天技术发展、推动中国基础、高科技和前沿科技进步具有深远意义。

美国康奈尔大学航空航天工程师梅森佩克说：天问一号是中国行星探测的第一项任务，也是中国航天走向深空的里程碑。火星探索任务将使中国成为世界太空领导者之一。如果中国首次独立探索火星成功着陆，中国将跻身太空精英强国之列。

除天问一号任务外，长征五号遥五火箭今年还将发射，将嫦娥五号探测器送入地月转移轨道，完成中国首次月球采样返回任务。未来，中国将建立自己的近地载人空间站，预计火星采样返回、小行星探测、木星系等探测将于2030年左右实施。对宇宙的探索充满了许多未知的危险，我们的探索步伐远不会停止！